前列腺癌微环境中的免疫细胞亚群和特异分泌因子对其去势抵抗的作用及机制研究

Clinically, androgen deprivation therapy will sooner or later leads to castration resistant prostate cancer (CRPC), which is believed to link to tumor microenvironment. However, the underlying mechanism is still unclear. Subpopulations of immune cells and specific secreted factors are important components of the tumor microenvironment and may play a crucial role during the development of CRPC. We have previously done solid work related to CRPC and changes of the tumor microenvironment after androgen deprivation. In our unpublished, preliminary study, we have found the following: 1) Following castration, secretion of PEG2 and Gremlin1 from the microenvironment increases; 2) PEG2 can induce and enrich production of CD4low T, which can in turn aberrantly activate AR via production of IL-4; 3) Gremlin1 can induce epithelial-mesenchymal transition (EMT) and development of tumor stem cells. Therefore, in this project, we will focus on “castration-secretion of PGE2-T cells-IL4-aberrent activation of AR” and “castration-secretion of Gremlin1-EMT-tumor stem cells” routes and the relationship between the two routes, to ascertain whether a subpopulation of immune cells and specific secreted factors in the tumor microenvironment play a crucial role during development of CRPC, whether they can be regarded as novel targets for the diagnosis and treatment of CRPC.

临床上抗雄性激素疗法或早或迟会导致前列腺癌去势抵抗。后者可能与肿瘤微环境密切相关，但其作用机制尚未阐明。免疫细胞亚群和特异分泌因子是微环境中的重要组成成分，可能在前列腺癌去势抵抗的形成中起着重要作用。我们前期已对前列腺癌去势抵抗及微环境的变化做了扎实的工作。预实验发现去势疗法导致PGE2及Gremlin1分泌增加；PGE2可诱导CD4low T细胞的生成，后者可通过释放IL4异常激活雄性激素受体（AR）； Gremlin1可诱导上皮间质转化并促进肿瘤干细胞形成。因此，本项目将研究“去势-释放PGE2-T细胞-IL4-异常激活AR”和“去势-释放Gremlin1-EMT-肿瘤干细胞”这两种可能途径及它们之间的联系，以期明确免疫细胞亚群和特异分泌因子等微环境因子是抗雄性激素疗法的新机制，确定关键的免疫细胞亚群和特异分泌因子作为靶点，为前列腺癌去势抵抗的临床诊治提供新的理论依据及新方法。

雄激素剥夺疗法ADT是临床前列腺癌治疗的主要手段，但几乎所有接受该疗法治疗的病患，肿瘤均会复发，并形成激素耐受性。最新的研究表明，肿瘤微环境中的免疫细胞和特异分泌因子参与雄激素非依赖性前列腺癌的形成。在本项目中，我们在接受ADT治疗的前列腺癌病人和小鼠模型中，鉴定出一群新的CD4lowHLA-G+ T细胞亚群，其特异扩增破坏机体的免疫监视并介导肿瘤微环境向促瘤状态转化。这群细胞是IL-4表达的TH17细胞，通过调节CD11blowF4/80hi巨噬细胞的活性和迁移，驱动前列腺癌细胞的激素非依赖生长。另外，雄激素剥夺后，上调的PGE2-EP2信号通路能抑制胸腺细胞上CD4的表达，随后，通过上调IL23R促进CD4low naïve T细胞向IL-4表达的TH17细胞极化。在接受ADT 治疗的前列腺癌小鼠中通过选择性COX2抑制剂Celecoxib 给药，阻断PGE2信号通路从而阻断上述细胞的生成。因此，在恰当的给药时间点联合Celecoxib 给药和ADT 可能能维持机体的抗肿瘤免疫反应。另一方面，我们发现分泌蛋白Gremlin1在去雄抵抗前列腺癌中特异性高表达。Gremlin1与FGFR1结合并激活下游MAPK信号通路, 从而促进前列腺癌干性基因的表达上调和细胞可塑性。通过蛋白质结构对接和突变实验，我们揭示了形成Gremlin1/FGFR1复合物的关键氨基酸残基。我们制备了一种特异性的抗Gremlin1单克隆抗体，并证明它对去雄抵抗性前列腺癌具有显著的抑制作用，并且与雄激素剥夺疗法具有协同作用。进一步研发，将有助于解决抗雄耐药前列腺癌的临床需求，使Gremlin1单克隆抗体应用于临床治疗成为可能。总之，本项目对CD4lowHLA-G+ T细胞亚群和特异分泌因子Gremlin1的研究，为临床更好地治疗前列腺癌提供了一种新的治疗策略，对开发医用价值及产业化前景的药物靶点和候选药物具有重要价值。